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1.5 高碳钢热处理尺寸变化 11
1.6 本文的立意及主要内容 12
1.6.1 本文的立意 12
1.6.2 本文的主要内容 13
2 实验部分 14
2.1 实验原料 14
2.2 二次称重实验 15
2.2.1 原理 15
2.2.2 试验 16
2.3 XRD相结构分析 18
2.4 热膨胀分析相结构与尺寸变化 18
2.4.1 试样制备 18
2.4.2 试验 19
3 结果与讨论 20
3.1 二次称重数据与分析 20
3.2 XRD图谱及分析 22
3.3 热膨胀数据与分析 25
3.4 小结 31
4 结论 32
参考文献 34
1 绪论
1.1 钢铁材料
人类的发展史是与金属材料及发展紧密联系着的，特别是在近代，金属材料在人类文明中占有特殊重要的地位，其中钢铁材料是最重要的基础材料，也是其它工业发展的基础。在经历了代用材料的强烈冲击后，人们通过对各种材料的比较，认识到在目前钢铁材料仍然是量大面广的材料。在可预见的未来，还没有任何一种材料能够全面取代钢铁材料，钢铁材料仍将是人类社会占据主导地位的最重要的结构材料，是人类社会和经济发展的物质基础。与其他材料相比，钢铁材料具有以下显著特点：（1）良好的综合力学性能。钢铁材料组织性能调幅范围非常宽，目前钢铁材料的强度范围在几百至几千兆帕内，并且具有良好的塑性和韧性，可以很容易地将其加工成任意形状，满足各领域的需求，是机械系统的首选材料。（2）质量稳定，价格低廉。钢铁材料是相对比较成熟的材料，人类对钢铁材料的研究与利用已有1500多年的历史。在钢铁材料设计、生产管理以及组织性能控制等方面积累了丰富的经验。钢铁材料的产量目前仅次于水泥，且质量稳定，价格低廉。（3）资源丰富。钢铁材料的最大特点是资源丰富，其分布遍及世界各地，在地壳中含有约4.2%(质量分数)的铁，为人类社会可持续发展奠定了基础。（4）回收率高。钢铁材料的回收率可达到90%以上。回收材料的使用不单单是钢铁资源的循环使用问题，使用回收材料还可以降低Co的产生，有利于环境保护。
由于钢铁材料在今后相当长的时间内仍是最重要的结构材料，并且其性能大有潜力可挖，因此，钢铁材料不仅关系到国家的经济发展，同时也起到了文护国家安全的重要作用。钢铁材料应用几乎涉及人类社会各个领域，高层建筑、深层地下和海洋设施、大跨度重载桥梁、轻型节能汽车、高速船舶、石油开采和长距离油气输送管线、大型储存容器、工程机械、精密仪器、航空航天、高速铁路、能源设施等国民经济的各个领域都需要综合性能优异、使用寿命长以及成本低的钢铁材料。此外，人类社会的发展对钢铁材料的生产、加工、使用和回收等环节提出了节约能源、节约资源、满足可持续发展战略的要求，因此在保持钢铁材料低成本和易回收等特点的基础上，提高钢铁材料的强度和寿命，开发新一代钢铁材料引起了世界各国的高度重视。
碳钢是最常用的普通钢铁材料，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。高碳钢由于具有高的硬度、强度、耐磨性和较好的导热性能，且价格便宜，因此在工具、刃具、模具、弹簧和重轨等生产领域得到广泛的应用。现代化建设对钢铁材料的强度和寿命提出了更高的要求，为了提高钢的使用性能如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性等，往往在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，这类钢叫做合金钢。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。合金元素的资源相当丰富，除Cr、Co不足，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。本文所讲的高碳钢是含碳量大于0.60%的碳素钢和合金钢的总称。质硬、强度高、淬火硬化性大。属于这类钢的主要是工具钢和滚珠轴承钢。